趙文勛

（勝利油田濱南采油廠，山東 濱州 256600）

含蠟原油在油層條件下，石蠟一般溶解在原油中。含蠟高的原油在地層、油管、管線以及地面原油貯存設(shè)備中的沉積，常常給原油開(kāi)采和運(yùn)輸帶來(lái)許多困難。因此研究原油析蠟過(guò)程對(duì)原油開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)工程設(shè)計(jì)等均有重要意義。

目前確定含蠟原油析蠟點(diǎn)的主流方法有差示掃描量熱(DSC)法、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法、顯微觀察法和活化能法。其中，顯微觀察法和旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法有一定的人為因素影響，并且由于輕組分的揮發(fā)，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏高，對(duì)于析蠟速率較慢的原油不宜用顯微觀察法和旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法。DSC法基本消除了顯微觀察法和旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法固有的人為因素，適用范圍廣，但該方法需要有一定的蠟析出后，測(cè)試儀器才能感受到差示熱流的變化，故測(cè)試結(jié)果偏低。依據(jù)活化能的增加確定原油析蠟點(diǎn)，數(shù)據(jù)取自原油粘溫曲線，其結(jié)果與DSC法確定的析蠟點(diǎn)基本一致。

1 石蠟沉積激光檢測(cè)儀原理及裝置介紹

1.1 原理介紹

該儀器是根據(jù)激光透過(guò)不同介質(zhì)后能量衰減程度不同來(lái)測(cè)試含蠟原油的析蠟點(diǎn)的。具體方法是讓氦氖激光器發(fā)出一定功率的激光，穿過(guò)實(shí)驗(yàn)體系，激光因被體系吸收一部分能量而衰減，體系不變時(shí)激光衰減量不變，當(dāng)體系中析出蠟晶時(shí)，體系對(duì)激光能量的吸收增強(qiáng)，激光衰減量增加，隨著蠟晶的增多，導(dǎo)致穿過(guò)體系的激光能量急劇下降，檢測(cè)并處理激光穿過(guò)體系后的能量變化，就可以確定體系的石蠟沉積點(diǎn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及流程

該實(shí)驗(yàn)裝置由美國(guó)RUSKA 公司生產(chǎn)的PVT-3000，配合自主研發(fā)的石蠟沉積激光檢測(cè)儀組成。裝置的核心部件是一個(gè)兩面都帶有視窗的高壓釜和氦氖激光測(cè)試裝置。激光測(cè)試裝置主要由激光電源、氦氖激光發(fā)生器、光纖、激光靶和激光功率指示計(jì)五部分組成。激光傳導(dǎo)光纖和激光靶分別安裝在高壓釜的視窗兩側(cè)，由氦氖激光發(fā)生器發(fā)出的激光經(jīng)由光纖透過(guò)高壓容器視窗穿過(guò)待測(cè)體系后，照射到激光靶上，激光靶將接受到的信號(hào)傳給激光功率指示計(jì)，功率信號(hào)經(jīng)由數(shù)據(jù)采集卡傳送至計(jì)算機(jī)，配合自主開(kāi)發(fā)的軟件可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、屏幕曲線顯示和數(shù)據(jù)分析等功能。

2 激光儀正確性驗(yàn)證

分別用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法、DSC法及激光法在常壓下對(duì)高2井原油的析蠟點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，試驗(yàn)所用的主要儀器為德國(guó)HAAKE公司產(chǎn)VT550 粘度計(jì)的MVDIN 測(cè)量系統(tǒng)，美國(guó)TA 公司生產(chǎn)的TA 2000/MDSC 2910型差示掃描量熱儀，筆者研制的石蠟沉積激光檢測(cè)儀(控溫精確度為±0.1℃)。用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法、DSC法及激光法所測(cè)析蠟點(diǎn)分別為55℃、53℃、53.5℃。通過(guò)對(duì)比測(cè)定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，用激光法測(cè)定的析蠟溫度為53.5℃，與DSC法及旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法測(cè)定結(jié)果比較接近，證明應(yīng)用該法測(cè)定析蠟點(diǎn)是科學(xué)合理的。

3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果討論

選擇某油田H52 井區(qū)H2 井進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)。H52 井區(qū)屬于高含蠟油藏，含蠟量25%，埋深為1700m，油層厚度為11.4m，孔隙度為12.1%，滲透率6.33mD，平均原始地層壓力13.05MPa，飽和壓力10.78MPa，壓力系數(shù)0.79，平均地層溫度60.5℃，地溫梯度為3.0℃/100m。

3.1 試驗(yàn)用流體

將井口取來(lái)的高壓油樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，分析出油氣組分、氣油比。按原氣樣組分配置天然氣，油樣過(guò)濾除雜后與配置的天然氣按照測(cè)定的氣油比在地層溫度、壓力下配制成地層流體樣品。

3.2 析蠟曲線測(cè)定

利用石蠟沉積激光檢測(cè)儀測(cè)定不同壓力下油樣的析蠟點(diǎn)。在壓力13MPa 下，激光功率隨復(fù)配油樣的溫度變化曲線如圖1所示，由圖中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可確定出析蠟溫度點(diǎn)為50.77℃。同樣步驟可以測(cè)定不同壓力下復(fù)配油樣的析蠟點(diǎn)，得到原油析蠟溫度點(diǎn)隨壓力變化曲線，見(jiàn)圖2。

圖1 激光功率隨油樣的溫度變化曲線

圖2 原油析蠟溫度點(diǎn)隨壓力變化曲線

從圖2中可以看出，隨著壓力降低，原油析蠟點(diǎn)先降低后升高，分成a、b兩段，轉(zhuǎn)折點(diǎn)為飽和壓力點(diǎn)。這主要是由于當(dāng)壓力高于飽和壓力時(shí)，原油中沒(méi)有氣體脫出，隨著壓力降低，原油體積膨脹，密度降低，原油的析蠟點(diǎn)降低；當(dāng)壓力低于飽和壓力后，由于氣體脫出，原油重組分比重增加，又使得原油析蠟點(diǎn)升高。另外可以看出，a 段曲線斜率的絕對(duì)值大于b 段曲線斜率，這說(shuō)明氣體的脫出要比壓力降低對(duì)析蠟點(diǎn)溫度的影響程度大。

該井原油在壓力25~2MPa 下的析蠟溫度點(diǎn)在50.61~52.15℃。因此，在地層中不會(huì)出現(xiàn)石蠟沉積；注水開(kāi)發(fā)時(shí)，如果水溫低于50.61℃時(shí)易造成石蠟沉積，堵塞孔隙，產(chǎn)生冷傷害。同時(shí)，由于埋深為1700m，地溫梯度為3.0℃/100m，如果不采取防蠟措施，井筒中也會(huì)出現(xiàn)石蠟沉積。

4 結(jié)論

筆者開(kāi)發(fā)的這套石蠟沉積激光檢測(cè)儀實(shí)驗(yàn)精度高，結(jié)果再現(xiàn)性好，可進(jìn)行高壓下原油析蠟規(guī)律研究，且采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集、分析數(shù)據(jù)，大大降低了人力資源成本。析蠟測(cè)試結(jié)果表明，隨著壓力降低，原油析蠟點(diǎn)先降低后升高，轉(zhuǎn)折點(diǎn)為飽和壓力點(diǎn)。在飽和壓力點(diǎn)以下，析蠟溫度隨壓力下降而升高，壓力越低析蠟溫度上升越快，飽和壓力點(diǎn)以上的情況與之相反。對(duì)于該井區(qū)，氣體的脫出比壓力降低對(duì)析蠟溫度的影響程度大。該井原油在壓力25~2MPa 下的析蠟溫度點(diǎn)在50.61~52.15℃，在地層中不會(huì)出現(xiàn)石蠟沉積；注水開(kāi)發(fā)時(shí)，如果水溫低于50.61℃時(shí)易造成冷傷害；同時(shí)井筒應(yīng)采取保溫、加熱等防蠟。